Java并发之Condition: 超越synchronized的等待/通知模式

2024-01-28 02:02:30

引言

在多线程编程的世界中，同步是至关重要的。它允许线程在共享资源时有序地执行，避免数据损坏和竞争条件。Java语言中提供了多种同步机制，包括内置的synchronized和更高级的Lock和Condition接口。

synchronized的局限性

synchronized关键字是Java中最早的同步机制，它通过隐式创建监视器对象来实现同步。监视器对象与每个对象关联，当一个线程获取该对象的锁时，它可以独占访问该对象。

然而，synchronized也有其局限性。它使用阻塞式锁，这意味着如果一个线程尝试获取一个已经被另一个线程持有的锁，它将被阻塞，直到该锁被释放。这可能会导致死锁和其他并发问题。

Lock和Condition

Lock和Condition接口提供了比synchronized更灵活的同步机制。Lock是一个轻量级的同步原语，它允许线程以非阻塞的方式获取和释放锁。Condition接口提供了等待和通知机制，允许线程在特定条件满足时等待或唤醒。

Condition的使用

与synchronized类似，Condition也与监视器对象关联。线程可以使用await()方法在条件上等待，直到另一个线程调用signal()或signalAll()方法将其唤醒。

例如，考虑以下代码片段：

public class Counter {
    private int value = 0;
    private final Lock lock = new ReentrantLock();
    private final Condition condition = lock.newCondition();

    public void increment() {
        lock.lock();
        try {
            while (value > 0) {
                condition.await();
            }
            value++;
            condition.signal();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public void decrement() {
        lock.lock();
        try {
            while (value == 0) {
                condition.await();
            }
            value--;
            condition.signal();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}